論理ゲート計算機

論理ゲートは、デジタル電子回路で判断を行う基本的な素子です。各ゲートはゼロと一で表す一つ以上の二進入力を受け取り、ブール演算の規則に従って二進出力を生成します。実際の回路では、これらの状態は理想的な数値ではなく電圧範囲に対応しますが、二進表記を使えば動作を簡単に分析できます。この計算機は一般的な七種類のゲートを計算し、選択した演算の完全な真理値表を生成します。 ANDゲートは、両方の入力が一の場合に限り一を出力します。ORは、一方または両方の入力が一なら一を出力します。NOTは単一の入力を反転する単項ゲートです。NANDとNORはそれぞれANDとORを否定するため、元の演算と反対の結果になります。XOR（排他的論理和）は二つの入力が異なるときに一を出力します。XNORは入力が一致するときに一を出力し、一ビットの一致検出に利用できます。 真理値表には、可能なすべての入力の組み合わせと対応する出力が示されます。二つの二進入力には、ゼロ・ゼロ、ゼロ・一、一・ゼロ、一・一の四通りがあります。単入力のNOTゲートでは二行だけです。真理値表を使うと、回路の検証、ブール式の導出、一見異なる設計の比較、出力が有効になる条件の特定を体系的に行えます。より大きな回路は、中間ゲートの列を追加して分析できます。 NANDとNORは、それぞれ同じ種類のゲートだけを組み合わせて他のすべてのブール演算を実現できるため、万能ゲートと呼ばれます。この性質は、集積回路の設計や、使用するチップ系列を減らしたい試作で役立ちます。XORは加算器、パリティ生成器、制御付き反転器、変化検出器によく使われ、XNORは比較器や一致検出回路で使われます。 ボタンで入力値を設定し、選択した演算を計算してください。表示される式で計算結果を簡潔に確認でき、その下の表ではゲートの全組み合わせを参照できます。実際のハードウェアには伝搬遅延、ファンアウト、ノイズマージン、電源の制約、論理が未定義となる電圧領域もありますが、理想的なブール計算機にはこれらの電気的特性は含まれません。論理設計を実回路にする前に、対象のロジックファミリのデータシートを確認してください。